JP2009244618A - Optical input/output terminal - Google Patents

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Daisuke Komada
大輔 駒田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical input/output terminal reducing stress and thermal damage to an optical fiber. <P>SOLUTION: The optical input/output terminal including an optical fiber and an optical fiber covering part covering the optical fiber, includes an optical fiber body having an optical fiber exposing part exposing the optical fiber in at least one part of the optical fiber covering part, a cylindrical body having an inner hole housing at least the optical fiber exposing part, a sealant arranged between an inner circumference face of the cylindrical body and the optical fiber part and blocking one part of the inner hole, and a base having at least one through-hole holding the cylindrical body and inserted with at least one part of the cylindrical body in the through-hole. The optical exposing part is separated away from the inner circumference face of the cylindrical body via a gap in an insertion part inserted into the through-hole of the cylindrical body, and the sealant is arranged between an inner circumference face of a non-insertion part of the cylindrical body excluding the insertion art and the optical fiber exposing part. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光通信システム等に用いられる機器および部品の光ファイバ取付部に使用される光入出力端子に関するものである。   The present invention relates to an optical input / output terminal used in an optical fiber mounting portion of equipment and components used in an optical communication system or the like.

光通信システムに使用される機器および部品は、使用する環境および期間に応じて、長期信頼性が求められるものがある。例えば、海底光ケーブル中継器等の機器および部品は、交換作業が煩雑であるため、比較的高い長期信頼性が求められる。当該機器もしくは部品の外被は金属で構成されかつ外部からの水分等の浸入を防止すべく、気密がとれる構造としている。そのため、このような機器・部品においては、その光ファイバ取付部をどのような構造にするかが重要な問題になる。   Some devices and parts used in an optical communication system are required to have long-term reliability depending on the environment and period of use. For example, devices and parts such as submarine optical cable repeaters are required to have a relatively high long-term reliability because the replacement work is complicated. The jacket of the device or component is made of metal and has a structure that can be hermetically sealed to prevent intrusion of moisture and the like from the outside. Therefore, in such a device / part, the structure of the optical fiber mounting portion is an important issue.

特に、光通信に使われる半導体レーザモジュールや半導体アンプモジュール等の光通信モジュールにおいては、筐体内部に格納されている半導体レーザ等の光素子が結露等により劣化するのを防止するため、気密性を有する筐体が使われており、上記光素子からの光を外部に取り出すためには筐体の気密性を損なうことなく光ファイバを筐体内に導入することが必要である。   In particular, in an optical communication module such as a semiconductor laser module or a semiconductor amplifier module used for optical communication, an optical element such as a semiconductor laser housed in the housing is prevented from being deteriorated due to condensation. In order to extract light from the optical element to the outside, it is necessary to introduce an optical fiber into the casing without impairing the airtightness of the casing.

このような気密構造を実現する方法として、外表面に金属膜が施された光ファイバを、金属製筒体(光ファイバ固定部)に挿入し、金属膜が施された光ファイバと金属製筒体とを半田で固定することにより光ファイバと金属製筒体との間の気密性を確保していた。さらに、上記金属製筒体は、筐体壁面に設けられた開口部に挿入され、外部との気密性を確保するために、半田や溶接で筐体と固定されていた。このような構造によって、光ファイバは、外部に対する気密性が確保されつつ、光通信モジュールの筐体内に導入されていた。   As a method of realizing such an airtight structure, an optical fiber having a metal film on its outer surface is inserted into a metal cylinder (optical fiber fixing portion), and the optical fiber and metal cylinder having a metal film applied thereto. The airtightness between the optical fiber and the metal cylinder is ensured by fixing the body with solder. Further, the metal cylinder is inserted into an opening provided on the wall surface of the casing, and is fixed to the casing by soldering or welding in order to ensure airtightness with the outside. With such a structure, the optical fiber is introduced into the housing of the optical communication module while ensuring airtightness to the outside.

そして、この方法を用いた従来例として、図5に示すように、光ファイバ素線の外表面に金属膜を施した光ファイバをパイプ部材(金属製筒体)内に挿入し、パイプ部材内に半田を流し込んで光ファイバ素線間との気密封止を行い、かつ、パイプ部材と光ファイバ被覆部分間を接着剤にて固定した後、上記筐体壁面の開口部にパイプ部材を溶接して取り付けてなる光入出力端子が提案されている(特許文献1参照)。
特開平8−15572号公報
As a conventional example using this method, as shown in FIG. 5, an optical fiber having a metal film applied to the outer surface of an optical fiber is inserted into a pipe member (metal cylinder) and Then, solder is poured into the optical fiber to provide an airtight seal, and the pipe member and the optical fiber covering portion are fixed with an adhesive, and then the pipe member is welded to the opening of the wall surface of the housing. An optical input / output terminal is proposed (see Patent Document 1).
JP-A-8-15572

しかしながら、特許文献1に記載された光入出力端子においては、半田封止部が別体の基体内に囲まれるため、熱膨張係数の差異により半田封止部に応力が集中し、半田封止部の気密特性に影響を与える可能性があった。さらに、この光入出力端子では、上記応力集中によって光ファイバのガラス部分にマイクロクラックが発生し、光ファイバが破損する可能性もあった。   However, in the optical input / output terminal described in Patent Document 1, since the solder sealing portion is surrounded by a separate substrate, stress concentrates on the solder sealing portion due to the difference in thermal expansion coefficient, and solder sealing is performed. There is a possibility of affecting the airtight characteristics of the part. Further, in this optical input / output terminal, there is a possibility that microcracks are generated in the glass portion of the optical fiber due to the stress concentration, and the optical fiber is damaged.

本発明はこの様な問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、光ファイバに作用する応力が低減された長期信頼性に優れる光入出力端子を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to such problems, and the object of the present invention is to provide an optical input / output terminal with reduced long-term reliability in which stress acting on the optical fiber is reduced.

上記問題点に鑑みて、本発明に係る光入出力端子は、光ファイバと該光ファイバを被覆する光ファイバ被覆部とを含んでなり、前記光ファイバ被覆部の少なくとも一部において、前記光ファイバが露出した光ファイバ露出部を有する光ファイバ体と、少なくとも前記光ファイバ露出部が収容される内孔を有する筒状体と、前記筒状体の内周面と前記光ファイバ露出部との間に配置され、前記内孔の一部を塞ぐ封止剤と、前記筒状体を保持する貫通孔を少なくとも1つ有し、前記貫通孔に前記筒状体の少なくとも一部が挿入されて前記筒状体を固定する基体と、を備え、前記光ファイバ露出部は、前記筒状体の前記貫通孔に挿入された挿入部において、前記筒状体の内周面と空隙を介して離間しており、前記封止剤は、前記挿入部を除く前記筒状体の非挿入部の内周面と前記光ファイバ露出部との間に配置されていることを特徴とする。   In view of the above problems, an optical input / output terminal according to the present invention includes an optical fiber and an optical fiber coating portion that covers the optical fiber, and at least a part of the optical fiber coating portion includes the optical fiber. An optical fiber body having an exposed optical fiber, a cylindrical body having an inner hole in which at least the optical fiber exposed section is accommodated, and an inner peripheral surface of the cylindrical body and the optical fiber exposed section. At least one sealing agent that closes a part of the inner hole and a through hole that holds the cylindrical body, and at least a part of the cylindrical body is inserted into the through hole, and A base for fixing the cylindrical body, and the optical fiber exposed portion is spaced apart from the inner peripheral surface of the cylindrical body via a gap in the insertion portion inserted into the through hole of the cylindrical body. And the sealing agent is the cylinder excluding the insertion portion. Characterized in that it is arranged between the non-insertion portion inner peripheral surface of the body and the optical fiber exposed portion.

また、本発明において、前記筒状体は、前記封止剤が配置される部位の内周面に溝部を有し、該溝部に前記封止剤の一部が入り込んでいることが好ましい。   Moreover, in this invention, it is preferable that the said cylindrical body has a groove part in the internal peripheral surface of the site | part by which the said sealing agent is arrange | positioned, and a part of said sealing agent has penetrated into this groove part.

さらに、本発明において、前記溝部は、前記封止剤が配置される部位の内周面の全周に亘って形成されていることが好ましい。   Furthermore, in this invention, it is preferable that the said groove part is formed over the perimeter of the internal peripheral surface of the site | part by which the said sealing agent is arrange | positioned.

さらに、本発明において、前記筒状体は、外周面に前記貫通孔の径よりも大きい段差部を有し、該段差部で前記基体の表面部に当接して固定されていることが好ましい。   Furthermore, in the present invention, it is preferable that the cylindrical body has a step portion larger than the diameter of the through hole on the outer peripheral surface, and is fixed in contact with the surface portion of the base body at the step portion.

さらに、本発明において、前記段差部と前記基体の表面部とを接着剤で固定することが好ましい。   Furthermore, in this invention, it is preferable to fix the said level | step-difference part and the surface part of the said base | substrate with an adhesive agent.

さらにまた、本発明において、前記封止剤が、低融点ガラスからなることが好ましい。封止剤が低融点ガラスからなることにより、光ファイバ露出部へのメタライズ処理等の前処理が不要となる。   Furthermore, in the present invention, it is preferable that the sealant is made of low-melting glass. When the sealant is made of low melting point glass, pretreatment such as metallization treatment on the exposed portion of the optical fiber becomes unnecessary.

さらに、本発明において、前記接着剤は、前記封止剤よりも融点が低いことが好ましい。   Furthermore, in the present invention, the adhesive preferably has a lower melting point than the sealing agent.

このように、本発明によれば、光ファイバが筒状体の内周面に対して空隙を介して離間しており、かつ筒状体の基体への非挿入部における内周面と光ファイバとの間を封止剤で封止しているため、基体と封止部との熱膨張係数差異による封止部への応力集中を低減し、封止部の気密特性を安定にすることができる。さらには、封止部の応力集中を低減しているため、当該応力集中によって生じる光ファイバのマイクロクラックの発生を低減することができる。   Thus, according to the present invention, the optical fiber is separated from the inner peripheral surface of the cylindrical body via the gap, and the inner peripheral surface and the optical fiber in the non-insertion portion of the cylindrical body into the base body Is sealed with a sealant, reducing stress concentration on the sealing portion due to the difference in thermal expansion coefficient between the base and the sealing portion, and stabilizing the hermetic properties of the sealing portion. it can. Furthermore, since the stress concentration in the sealing portion is reduced, the occurrence of microcracks in the optical fiber caused by the stress concentration can be reduced.

また、本発明において、前記筒状体が、前記封止剤が配置される部位の内周面に溝部を有し、かつ該溝部に前記封止剤の一部が入り込んでいれば、封止剤の位置を制御できるため、封止を安定した条件で行うことができる。   Further, in the present invention, if the cylindrical body has a groove on the inner peripheral surface of the portion where the sealing agent is disposed, and a part of the sealing agent enters the groove, sealing is performed. Since the position of the agent can be controlled, sealing can be performed under stable conditions.

また、本発明において、前記溝部が、前記封止剤が配置される部位の内周面の全周に亘って形成されていれば、封止剤が他の部位へ流れ出るのを効率良く制御することができ、より安定した位置で固定することができる。   Moreover, in this invention, if the said groove part is formed over the perimeter of the internal peripheral surface of the site | part by which the said sealing agent is arrange | positioned, it will control efficiently that a sealing agent flows out to another site | part. Can be fixed at a more stable position.

また、本発明において、前記筒状体が、外周面に前記貫通孔の径よりも大きい段差部を有し、該段差部で前記基体の表面部に当接して固定されていれば、基体と筒状体の接合を安定した条件で行える。   Further, in the present invention, if the cylindrical body has a step portion larger than the diameter of the through hole on the outer peripheral surface and is fixed in contact with the surface portion of the base body at the step portion, The cylindrical body can be joined under stable conditions.

また、本発明において、前記封止剤を低融点ガラスとすれば、光ファイバ露出部へのメタライズ処理等の前処理が不要となる。   Further, in the present invention, if the sealing agent is a low melting point glass, a pretreatment such as a metallization treatment on the exposed portion of the optical fiber becomes unnecessary.

また、本発明において、前記接着剤の融点が前記封止剤よりも融点が低ければ、基体と筒状体の接合において、封止剤を軟化させることがないため、気密不良を低減することができる。   Further, in the present invention, if the melting point of the adhesive is lower than that of the sealing agent, the sealing agent is not softened in the bonding between the base and the cylindrical body, so that the airtight defect can be reduced. it can.

したがって、本発明によれば、光ファイバに対する応力や熱的ダメージが低減された長期信頼性に優れる光入出力端子を提供することができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an optical input / output terminal excellent in long-term reliability in which stress and thermal damage to the optical fiber are reduced.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る光入出力端子について説明する。
本発明の実施の形態に係る光入出力端子1は、図1に示すように、光ファイバ2aの一部が露出した光ファイバ露出部2cと光ファイバ2aが樹脂等で覆われた光ファイバ被覆部2bとを有する光ファイバ体2と、少なくとも光ファイバ露出部2cを収容する筒状体3と、筒状体3の内孔3aを塞ぐように配置された封止剤4と、筒状体3を固定する基体5と、を有する。なお、光ファイバ露出部2cとは、光ファイバ体の周囲に施されている樹脂製の被覆を除去した部位を指している。具体的には、この光ファイバ露出部2cとは、コアと該コアの周囲を被覆するクラッドとで構成されている部分を指している。
Hereinafter, an optical input / output terminal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an optical input / output terminal 1 according to an embodiment of the present invention includes an optical fiber exposed portion 2c in which a part of an optical fiber 2a is exposed and an optical fiber coating in which the optical fiber 2a is covered with a resin or the like. An optical fiber body 2 having a portion 2b, a cylindrical body 3 accommodating at least the optical fiber exposed portion 2c, a sealant 4 disposed so as to close the inner hole 3a of the cylindrical body 3, and a cylindrical body And a base 5 for fixing 3. In addition, the optical fiber exposed part 2c points out the site | part which removed the resin-made coating | covers around the optical fiber body. Specifically, the optical fiber exposed portion 2c refers to a portion constituted by a core and a clad covering the periphery of the core.

光ファイバ露出部2cは、筒状体3の挿入部3cにおいて、筒状体3の内周面3bと空隙を介して離間しており、封止剤4は、挿入部3cを除く筒状体3の非挿入部3dにおいて内周面3bと光ファイバ露出部2cとの間に配置されている。ここで、挿入部3cとは、筒状体3の中で基体5の貫通孔5aに挿入されている部分をいい、図1において二重実線で示している。また、非挿入部3dとは、筒状体3の中で基体5の貫通孔5aに挿入されていない部分をいい、図1において二重点線で示している。   The optical fiber exposed portion 2c is separated from the inner peripheral surface 3b of the cylindrical body 3 via a gap in the insertion portion 3c of the cylindrical body 3, and the sealing agent 4 is a cylindrical body excluding the insertion portion 3c. 3 is disposed between the inner peripheral surface 3b and the optical fiber exposed portion 2c. Here, the insertion portion 3c refers to a portion of the cylindrical body 3 that is inserted into the through hole 5a of the base body 5, and is indicated by a double solid line in FIG. The non-insertion portion 3d refers to a portion of the cylindrical body 3 that is not inserted into the through hole 5a of the base body 5, and is indicated by a double dotted line in FIG.

従来の光入出力端子では、封止剤4が、筒状体3の挿入部3cにあるため、基体5との線膨張係数差異による封止剤4への応力集中を排除することができなかった。しかしながら、本発明では、封止剤4を筒状体3の非挿入部3dに設けたことにより、基体5との線膨張係数差異による封止剤4への応力集中を排除することができ、光ファイバ露出部2cの破損を抑制することができる。   In the conventional optical input / output terminal, since the sealing agent 4 is in the insertion portion 3 c of the cylindrical body 3, stress concentration on the sealing agent 4 due to a difference in linear expansion coefficient from the base body 5 cannot be excluded. It was. However, in the present invention, by providing the sealant 4 in the non-insertion portion 3d of the cylindrical body 3, it is possible to eliminate stress concentration on the sealant 4 due to a difference in linear expansion coefficient with the base body 5, Breakage of the optical fiber exposed portion 2c can be suppressed.

筒状体3は、開口部3eおよび溝部3fを有している。開口部3eは、封止剤4を注入するためのものであって、封止剤4は筒状体3の開口部3eから注入され、図1に示すように、開口部3e、溝部3fの位置において、筒状体3の内孔3aを封止する。溝部3fは、筒状体3の内周面3bにおいて開口部3eに対向して形成してもよいし、筒状体3の長手方向に関して開口部3eと同位置に内周面3bの周回方向に形成してもよい。溝部3fを筒状体3の長手方向に関して開口部3eと同位置に内周面3bの周回方向に形成する場合、溝部3fと開口部3eとは連続していてもよいし、離れていてもよい。溝部3fと開口部3eとが連続していれば、開口部3eから注入された封止剤4は内周面3bに形成された溝部3fを伝って充填されるため、封止剤4は溝部3fと開口部3eの位置と異なる位置に流動しにくくなる。また、封止剤4が固まった後においては、上述したような溝部3fを形成することにより、封止剤4と筒状体3との係止部分がより大きくなるため、封止剤4の筒状体3に対する係止が良好なものとなる。さらに、上述したように、溝部3fを内周面3bの周回方向に沿って形成することにより、より封止剤4の筒状体3に対する係止が良好なものとなる。   The cylindrical body 3 has an opening 3e and a groove 3f. The opening 3e is for injecting the sealing agent 4. The sealing agent 4 is injected from the opening 3e of the cylindrical body 3, and as shown in FIG. 1, the opening 3e and the groove 3f At the position, the inner hole 3a of the cylindrical body 3 is sealed. The groove 3f may be formed on the inner peripheral surface 3b of the cylindrical body 3 so as to face the opening 3e, or the circumferential direction of the inner peripheral surface 3b at the same position as the opening 3e in the longitudinal direction of the cylindrical body 3 You may form in. When the groove 3f is formed in the circumferential direction of the inner peripheral surface 3b at the same position as the opening 3e in the longitudinal direction of the cylindrical body 3, the groove 3f and the opening 3e may be continuous or separated from each other. Good. If the groove 3f and the opening 3e are continuous, the sealing agent 4 injected from the opening 3e is filled through the groove 3f formed on the inner peripheral surface 3b. It becomes difficult to flow to a position different from the positions of 3f and the opening 3e. In addition, after the sealant 4 has hardened, the groove 3f as described above is formed, so that the engaging portion between the sealant 4 and the cylindrical body 3 becomes larger. The locking with respect to the cylindrical body 3 is good. Furthermore, as described above, by forming the groove 3f along the circumferential direction of the inner peripheral surface 3b, the sealing agent 4 can be more securely locked to the cylindrical body 3.

また、光入出力端子1は、図1に示すように、筒状体3と光ファイバ体2との間に耐熱性を備えた保護チューブ8を有していてもよく、保護チューブ8は筒状体3の両端にそれぞれ挿嵌され両保護チューブ8に光ファイバ体2が挿入されている。このような構成とすることにより、封止時における熱の影響から、光ファイバ被覆部2bを保護することができる。   Further, as shown in FIG. 1, the optical input / output terminal 1 may have a protective tube 8 having heat resistance between the cylindrical body 3 and the optical fiber body 2, and the protective tube 8 is a cylinder. The optical fiber body 2 is inserted into both protective tubes 8 by being fitted to both ends of the body 3. By setting it as such a structure, the optical fiber coating | coated part 2b can be protected from the influence of the heat | fever at the time of sealing.

さらに、筒状体3は、図2に示すように、段差部3gが設けられていてもよい。この場合、段差部3gは、基体5の貫通孔5a周辺の壁部5bに当接され、筒状体3は接合剤6で基体5に固定される。このように、光入出力端子1では、段差部3gを設け基体5の貫通孔5a周辺の壁部5bに当接させて筒状体3を接合剤6で基体5に固定することにより、位置決め精度を向上させることができるとともに、筒状体3の基体5に対する固定を強固なものとすることができる。また、接合剤6が固まる前においては、筒状体3は基体5に対してずれやすいが、段差部3gを基体5の壁部5bに当接させることにより接合剤6が固まる前であっても筒状体3は基体5に対してずれにくくなる。   Furthermore, the cylindrical body 3 may be provided with a stepped portion 3g as shown in FIG. In this case, the step 3 g is brought into contact with the wall 5 b around the through hole 5 a of the base 5, and the cylindrical body 3 is fixed to the base 5 with the bonding agent 6. Thus, in the optical input / output terminal 1, the stepped portion 3 g is provided and brought into contact with the wall portion 5 b around the through hole 5 a of the base body 5, and the cylindrical body 3 is fixed to the base body 5 with the bonding agent 6. The accuracy can be improved and the fixing of the cylindrical body 3 to the base body 5 can be strengthened. Before the bonding agent 6 is solidified, the cylindrical body 3 is easily displaced with respect to the base 5, but before the bonding agent 6 is solidified by bringing the step portion 3 g into contact with the wall 5 b of the base 5. Also, the cylindrical body 3 is less likely to be displaced with respect to the base body 5.

以下、各部材の具体的な構成について説明する。
光ファイバ体2は、図1に示すように、光ファイバ2aと光ファイバ2aを被覆する光ファイバ被覆部2bとを有する。さらに、光ファイバ体2は、光ファイバ被覆部2bの少なくとも一部が取り除かれ、光ファイバ2aが露出した光ファイバ露出部2cを有する。光ファイバ2としては、如何なるものを用いてもよいが、例えば石英系光ファイバなどを用いることができる。
Hereinafter, a specific configuration of each member will be described.
As shown in FIG. 1, the optical fiber body 2 includes an optical fiber 2a and an optical fiber covering portion 2b that covers the optical fiber 2a. Furthermore, the optical fiber body 2 has an optical fiber exposed portion 2c in which at least a part of the optical fiber covering portion 2b is removed and the optical fiber 2a is exposed. Any optical fiber 2 may be used. For example, a quartz optical fiber may be used.

筒状体3は、光ファイバ体2を保持するものであって、後述の基体5の貫通孔5aに挿入される。挿入状態においては、光ファイバ体2の光ファイバ露出部2cは、筒状体3の内孔3a内に配置される。また、筒状体3は、図1に示すように、封止剤4の位置決めを行うための開口部3b、溝部3cを有していてもよい。
また、基体5の挿入孔5aとの当接固定のため、図2に示すように、筒状体3には、挿入孔5aより径の大きい段差部3gを有していてもよい。
The cylindrical body 3 holds the optical fiber body 2 and is inserted into a through hole 5a of the base body 5 described later. In the inserted state, the optical fiber exposed portion 2 c of the optical fiber body 2 is disposed in the inner hole 3 a of the cylindrical body 3. Moreover, the cylindrical body 3 may have the opening part 3b for performing positioning of the sealing agent 4, and the groove part 3c, as shown in FIG.
Further, as shown in FIG. 2, the cylindrical body 3 may have a step portion 3g having a diameter larger than that of the insertion hole 5a in order to contact and fix the base body 5 with the insertion hole 5a.

筒状体3を構成する材料としては、例えば金属(ステンレス、Fe−Ni−Co合金、銅、鉄およびニッケルなど)、セラミックス(酸化アルミニウム(アルミナ)および酸化ジルコニウム(ジルコニア)など)、ガラス(石英など)などが挙げられる。この中でも光ファイバ露出部2cとの接合で低融点ガラスを用いる場合を考慮し、熱膨張係数を合わせて信頼性を高めるため、基体5と同様、Fe−Ni−Co合金を用いるのが好ましい。   Examples of the material constituting the cylindrical body 3 include metal (stainless steel, Fe—Ni—Co alloy, copper, iron, nickel, and the like), ceramics (such as aluminum oxide (alumina) and zirconium oxide (zirconia)), and glass (quartz). Etc.). Among these, it is preferable to use an Fe—Ni—Co alloy in the same manner as the base 5 in order to increase the reliability by combining the thermal expansion coefficient in consideration of the case of using the low melting point glass for joining with the optical fiber exposed portion 2c.

封止剤4は、筒状体3の内孔3aに充填されるものであり、光ファイバ露出部2aにおける光ファイバ2と筒状体3の内周面3bとの間を完全に封止する。封止剤4の材料は、半田でも低融点ガラスでもよい。封止剤4として半田を用いる場合は、予め光ファイバ露出部2cにおける光ファイバ2aの表面に、半田のぬれ性を良くするという観点から、例えば、無電解めっきで金属膜を施してもよい。このような金属膜は、例えば、Ni層を下地としてその上にAuをめっきしたものを用いると良い。また、封止剤4として低融点ガラスを用いる場合は、光ファイバ2aへの前処理が不要であるため、コストメリットがある。   The sealant 4 is filled in the inner hole 3a of the cylindrical body 3, and completely seals between the optical fiber 2 and the inner peripheral surface 3b of the cylindrical body 3 in the optical fiber exposed portion 2a. . The material of the sealant 4 may be solder or low melting point glass. When solder is used as the sealant 4, a metal film may be applied to the surface of the optical fiber 2a in the optical fiber exposed portion 2c in advance from the viewpoint of improving the wettability of the solder, for example, by electroless plating. As such a metal film, for example, a Ni layer as a base and Au plated thereon may be used. Moreover, when low melting glass is used as the sealant 4, there is a cost merit because no pretreatment is required for the optical fiber 2 a.

半田の種類は、Pb/Sn半田、Au/Sn半田、Ag/Sn半田などいずれでも良いが、欧州のRoHS規制を考慮し、無鉛半田を用いることが望ましい。   The solder type may be any of Pb / Sn solder, Au / Sn solder, Ag / Sn solder, etc., but it is desirable to use lead-free solder in consideration of European RoHS regulations.

低融点ガラスの種類は、酸化鉛、酸化ホウ素などを主成分としたものがあるが、光ファイバ2aへの圧縮応力がかかるように光ファイバ露出部2cの熱線膨張係数より大きいもの、例えば、0.5〜10×10−6/℃のものを選定することが望ましい。 Some types of low-melting glass are mainly composed of lead oxide, boron oxide, etc., but have a coefficient of thermal expansion larger than that of the exposed portion 2c of the optical fiber so that a compressive stress is applied to the optical fiber 2a. It is desirable to select one having a thickness of 5 to 10 × 10 −6 / ° C.

例えば、このような熱膨張係数を有する部材の組合せの一例としては、光ファイバ2aが石英(熱膨張係数:0.5×10−6/℃)、封止剤4が、酸化鉛、酸化ホウ素、および酸化ビスマス材料を含んでなる低融点ガラス(熱膨張係数:8×10−6/℃、ガラス転移点:215℃)が挙げられる。 For example, as an example of a combination of members having such a thermal expansion coefficient, the optical fiber 2a is quartz (thermal expansion coefficient: 0.5 × 10 −6 / ° C.), and the sealing agent 4 is lead oxide or boron oxide. And low-melting glass comprising a bismuth oxide material (thermal expansion coefficient: 8 × 10 −6 / ° C., glass transition point: 215 ° C.).

また、封止剤4の粘度は、10Pa・s〜300Pa・sであることが好ましく、30Pa・s〜200Pa・sであることがさらに好ましい。封止剤4の粘度が、このような範囲にあれば、封止剤が内孔を伝って流動しにくくなり、かつ開口部3b、溝部3cの位置において内孔3aを精度よく封止できる。   The viscosity of the sealant 4 is preferably 10 Pa · s to 300 Pa · s, and more preferably 30 Pa · s to 200 Pa · s. If the viscosity of the sealant 4 is within such a range, the sealant is less likely to flow through the inner hole, and the inner hole 3a can be accurately sealed at the positions of the opening 3b and the groove 3c.

保護チューブ8は、封止時における熱の影響から、光ファイバ被覆部2bの被覆樹脂部を保護するために筒状体3と光ファイバ被覆部2bの間に挿入される。このように保護チューブ8を配置することにより、筒状体3から光ファイバ被覆部2bへの熱の伝導を防止することができる。保護チューブ8と光ファイバ2とは、接着剤7で固定される。また、保護チューブ8は、光ファイバ体2aへの引っ張りが発生しても光ファイバ露出部2cが破損しないように、ベンドリミッタの役割も担う。保護チューブ8の材料としては、耐熱性のポリイミド系やフッ素系樹脂が望ましい。これらは、高温に耐えることができるため好ましい。   The protection tube 8 is inserted between the cylindrical body 3 and the optical fiber coating portion 2b in order to protect the coating resin portion of the optical fiber coating portion 2b from the influence of heat during sealing. By disposing the protective tube 8 in this way, heat conduction from the tubular body 3 to the optical fiber covering portion 2b can be prevented. The protective tube 8 and the optical fiber 2 are fixed with an adhesive 7. The protective tube 8 also serves as a bend limiter so that the optical fiber exposed portion 2c is not damaged even if the optical fiber body 2a is pulled. As a material for the protective tube 8, a heat-resistant polyimide-based or fluorine-based resin is desirable. These are preferable because they can withstand high temperatures.

接合剤6は、筒状体3を基体5に接合固定するためのものである。このような接合剤6としては、半田、低融点ガラス、セラミック系接着剤、ポリイミド系接着剤、またはエポキシ系接着剤を用いることができる。また、接合剤6は、封止剤4よりも融点が低いことが好ましい。これにより、基体5と筒状体3の接合において、接合剤6を溶かすために熱を加えたとしても、当該熱による封止剤4の軟化を防ぐことができるため、封止剤4の融解による気密不良の発生をより減少させることができる。   The bonding agent 6 is for bonding and fixing the cylindrical body 3 to the base body 5. As such a bonding agent 6, solder, low-melting glass, ceramic adhesive, polyimide adhesive, or epoxy adhesive can be used. The bonding agent 6 preferably has a lower melting point than the sealing agent 4. Accordingly, even when heat is applied to melt the bonding agent 6 in the bonding of the base body 5 and the cylindrical body 3, the softening of the sealing agent 4 due to the heat can be prevented. The occurrence of poor airtightness due to can be further reduced.

接着剤7は、保護チューブ8を筒状体3に接着固定するためのものである。このような接着剤7としては、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤、またはシアノアクリレート系接着剤を用いることができる。エポキシ系接着剤は、熱硬化後硬度が上がり接着性に優れるため好適に用いられる。   The adhesive 7 is for bonding and fixing the protective tube 8 to the cylindrical body 3. As such an adhesive 7, an epoxy adhesive, an acrylic adhesive, a silicone adhesive, or a cyanoacrylate adhesive can be used. Epoxy adhesives are preferably used because they have increased hardness after heat curing and excellent adhesion.

図3は、本発明に係る光入出力端子を複数備えた形態を示している。本形態では、各光入出力端子が、同一の基体5に固定されている。光入出力端子は、用途によって、複数本の光ファイバを必要することがあるため、上記形態のように、共通の基体5でもって固定された複数の光入出力端子を備えていてもよい。このような形態は、たとえば外部と気密性を確保したい筐体の一部に組み込むことによって、外部と筐体との間の気密を維持しつつ、外部から筐体内部に光ファイバを導入することが可能となる。   FIG. 3 shows an embodiment provided with a plurality of optical input / output terminals according to the present invention. In this embodiment, each optical input / output terminal is fixed to the same base 5. Since the optical input / output terminal may require a plurality of optical fibers depending on the application, the optical input / output terminal may include a plurality of optical input / output terminals fixed by the common substrate 5 as in the above embodiment. In such a configuration, for example, an optical fiber is introduced from the outside to the inside of the housing while maintaining the airtightness between the outside and the housing by being incorporated in a part of the housing that wants to ensure airtightness with the outside. Is possible.

(光入出力端子の製造方法)
以下、本発明に係る光入出力端子の製造方法について具体的に説明する。
(Optical input / output terminal manufacturing method)
Hereinafter, a method for manufacturing an optical input / output terminal according to the present invention will be described in detail.

まず、光ファイバ2aが光ファイバ被覆部2bにより被覆された光ファイバ体2を準備する。そして、図4(a)に示すように、封止箇所において光ファイバ2aから光ファイバ被覆部2bを除去し、光ファイバ露出部2cを形成する。ここで、光ファイバ被覆部2bの除去は、化学処理により光ファイバ被覆部2bを溶かすことにより行うことができ、この場合、光ファイバ2aへの物理的損傷を効率良く低減することができる。また、封止剤4として半田を用いる場合は、光ファイバ露出部2cにおける光ファイバ2aの表面に対して、メタライズ等の表面処理を施してもよく、これにより半田の濡れ性を向上させることができる。   First, the optical fiber body 2 in which the optical fiber 2a is covered with the optical fiber covering portion 2b is prepared. And as shown to Fig.4 (a), the optical fiber coating | coated part 2b is removed from the optical fiber 2a in a sealing location, and the optical fiber exposed part 2c is formed. Here, the removal of the optical fiber covering portion 2b can be performed by melting the optical fiber covering portion 2b by chemical treatment. In this case, physical damage to the optical fiber 2a can be efficiently reduced. When solder is used as the sealant 4, the surface of the optical fiber 2a in the optical fiber exposed portion 2c may be subjected to a surface treatment such as metallization, thereby improving the wettability of the solder. it can.

つづいて、貫通孔を有する2つの保護チューブ8を準備する。図4(b)に示すように、これらの保護チューブ8に光ファイバ2を挿入して、保護チューブ8を、光ファイバ露出部2cの両側の光ファイバ被覆部2bにそれぞれ配置し固定する。保護チューブ8と光ファイバ2との固定は、接着剤を用いて行ってもよいし、光ファイバ被覆部2bより小さい径を有する保護チューブ8を光ファイバ被覆部2bに装着することにより行ってもよい。   Subsequently, two protective tubes 8 having through holes are prepared. As shown in FIG. 4B, the optical fibers 2 are inserted into these protective tubes 8, and the protective tubes 8 are respectively arranged and fixed on the optical fiber covering portions 2b on both sides of the optical fiber exposed portion 2c. The protection tube 8 and the optical fiber 2 may be fixed using an adhesive, or by attaching the protection tube 8 having a smaller diameter than the optical fiber coating portion 2b to the optical fiber coating portion 2b. Good.

さらに、上述のように保護チューブ8が装着された光ファイバ2を、図4(c)に示すように、例えば、Fe−Ni−Co合金の筒状体3の内孔3aに挿入し、光ファイバ露出部2cが内孔3a内に位置するように筒状体3を配置する。保護チューブ8は、筒状体3と光ファイバ2の間に配置され、ベンドリミッタの役割を担う。
なお、筒状体3の外表には、基体5との半田接合を考慮し、Niを下地にした金メッキを施してもよい。
筒状体3の大きさは任意であり、組み込まれる光ファイバ及び保護チューブ8の寸法を考慮して適宜設定される。
Furthermore, as shown in FIG. 4C, the optical fiber 2 to which the protective tube 8 is mounted as described above is inserted into the inner hole 3a of the tubular body 3 made of Fe—Ni—Co alloy, for example. The cylindrical body 3 is arranged so that the fiber exposed portion 2c is positioned in the inner hole 3a. The protective tube 8 is disposed between the cylindrical body 3 and the optical fiber 2 and plays the role of a bend limiter.
The outer surface of the cylindrical body 3 may be subjected to gold plating with Ni as a base in consideration of solder bonding with the base 5.
The size of the cylindrical body 3 is arbitrary and is appropriately set in consideration of the dimensions of the optical fiber to be incorporated and the protective tube 8.

つづいて、図4(c)に示すように、筒状体3に形成された開口部3bから酸化鉛、酸化ホウ素、および酸化ビスマス材料を含んでなる低融点ガラス(封止剤4)を投入し、高周波誘導加熱装置等でその部分を局所加熱し、封止剤4を溶融し封着させる。   Next, as shown in FIG. 4 (c), low melting point glass (sealing agent 4) containing lead oxide, boron oxide, and bismuth oxide material is introduced from the opening 3b formed in the cylindrical body 3. Then, the portion is locally heated with a high-frequency induction heating device or the like to melt and seal the sealant 4.

次に、図4(d)に示すように、光ファイバ露出部2aが封止剤4で封着された筒状体3を基体5の貫通孔5aに挿入し、筒状体3に形成された段差部3gを基体5の貫通孔5a周辺の壁部5bに当接させて筒状体3を基体5に固定する。その状態で、高周波誘導加熱装置等によりその部分を局所加熱し、例えば、Au/Sn半田等の接合剤6で接合を行う。   Next, as shown in FIG. 4 (d), the cylindrical body 3 in which the optical fiber exposed portion 2 a is sealed with the sealing agent 4 is inserted into the through hole 5 a of the base body 5, thereby forming the cylindrical body 3. The stepped portion 3 g is brought into contact with the wall portion 5 b around the through hole 5 a of the base 5 to fix the cylindrical body 3 to the base 5. In that state, the portion is locally heated by a high-frequency induction heating device or the like, and bonded with a bonding agent 6 such as Au / Sn solder, for example.

最後に、筒状体3と保護チューブ8、光ファイバ2を接着剤7で固定する。保護チューブ8と筒状体3との接合は、図1に示すように、保護チューブ8の外表および筒状体3の端面により形成される領域Aに接着剤7を塗布することにより行うことができる。
上述の製造方法により、本発明に係る、長期信頼性に優れる光入出力端子を作製することができる。
Finally, the cylindrical body 3, the protective tube 8, and the optical fiber 2 are fixed with an adhesive 7. As shown in FIG. 1, the protective tube 8 and the cylindrical body 3 are joined by applying an adhesive 7 to the region A formed by the outer surface of the protective tube 8 and the end surface of the cylindrical body 3. it can.
By the above manufacturing method, the optical input / output terminal according to the present invention having excellent long-term reliability can be produced.

本発明のある実施の形態に係る光入出力端子の断面図である。It is sectional drawing of the optical input / output terminal which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の別の実施の形態に係る光入出力端子の断面図である。It is sectional drawing of the optical input / output terminal which concerns on another embodiment of this invention. 本発明の光入出力端子を用いた光海底ケーブル中継器の断面図である。It is sectional drawing of the optical submarine cable repeater using the optical input / output terminal of this invention. 本発明に係る光入出力端子の製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of the optical input / output terminal which concerns on this invention. 従来例の光入出力端子の断面図である。It is sectional drawing of the optical input / output terminal of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 光入出力端子
2 光ファイバ体
2a 光ファイバ
2b 光ファイバ被覆部
2c 光ファイバ露出部
3 筒状体
3a 内孔
3b 内周面
3c 挿入部
3d 段差部
3e 開口部
3f 溝部
3g 段差部
4 封止剤
5 基体
5a 挿入孔
5b 壁部
6 接合剤
7 接着剤
8 保護チューブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical input / output terminal 2 Optical fiber body 2a Optical fiber 2b Optical fiber coating | coated part 2c Optical fiber exposure part 3 Cylindrical body 3a Inner hole 3b Inner peripheral surface 3c Insertion part 3d Step part 3e Opening part 3f Groove part 3g Step part 4 Sealing Agent 5 Substrate 5a Insertion hole 5b Wall 6 Bonding agent 7 Adhesive 8 Protective tube

Claims (7)

光ファイバと該光ファイバを被覆する光ファイバ被覆部とを含んでなり、前記光ファイバ被覆部の少なくとも一部において、前記光ファイバが露出した光ファイバ露出部を有する光ファイバ体と、
少なくとも前記光ファイバ露出部が収容される内孔を有する筒状体と、
前記筒状体の内周面と前記光ファイバ露出部との間に配置され、前記内孔の一部を塞ぐ封止剤と、
前記筒状体を保持する貫通孔を少なくとも1つ有し、前記貫通孔に前記筒状体の少なくとも一部が挿入されて前記筒状体を固定する基体と、を備え、
前記光ファイバ露出部は、前記筒状体の前記貫通孔に挿入された挿入部において、前記筒状体の内周面と空隙を介して離間しており、
前記封止剤は、前記挿入部を除く前記筒状体の非挿入部の内周面と前記光ファイバ露出部との間に配置されていることを特徴とする光入出力端末。
An optical fiber body including an optical fiber and an optical fiber covering portion that covers the optical fiber, and having an optical fiber exposed portion where the optical fiber is exposed in at least a part of the optical fiber covering portion;
A cylindrical body having an inner hole in which at least the optical fiber exposed portion is accommodated;
A sealant disposed between the inner peripheral surface of the cylindrical body and the exposed optical fiber, and sealing a part of the inner hole;
Including at least one through-hole for holding the cylindrical body, and a base for fixing the cylindrical body by inserting at least a part of the cylindrical body into the through-hole,
The optical fiber exposed portion is spaced apart from the inner peripheral surface of the cylindrical body via a gap in the insertion portion inserted into the through hole of the cylindrical body,
The optical input / output terminal, wherein the sealant is disposed between an inner peripheral surface of a non-insertion portion of the cylindrical body excluding the insertion portion and the optical fiber exposure portion.
前記筒状体は、前記封止剤が配置される部位の内周面に溝部を有し、該溝部に前記封止剤の一部が入り込んでいることを特徴とする請求項1記載の光入出力端子。   2. The light according to claim 1, wherein the cylindrical body has a groove portion on an inner peripheral surface of a portion where the sealing agent is disposed, and a part of the sealing agent enters the groove portion. Input / output terminal. 前記溝部は、前記封止剤が配置される部位の内周面の全周に亘って形成されていることを特徴とする請求項1または2記載の光入出力端子。   The optical input / output terminal according to claim 1, wherein the groove is formed over the entire circumference of the inner peripheral surface of the portion where the sealant is disposed. 前記筒状体は、外周面に前記貫通孔の径よりも大きい段差部を有し、該段差部で前記基体の表面部に当接して固定されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光入出力端子。   The said cylindrical body has a level | step-difference part larger than the diameter of the said through-hole in an outer peripheral surface, It contact | abuts to the surface part of the said base | substrate at this level | step-difference part, and is fixed. The optical input / output terminal according to any one of the above. 前記段差部と前記基体の表面部とを接着剤で固定したことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光入出力端子。   The optical input / output terminal according to claim 1, wherein the step portion and the surface portion of the base are fixed with an adhesive. 前記封止剤が、低融点ガラスからなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光入出力端子。   The optical input / output terminal according to claim 1, wherein the sealant is made of low-melting glass. 前記接着剤は、前記封止剤よりも融点が低いことを特徴とする請求項6記載の光入出力端子。   The optical input / output terminal according to claim 6, wherein the adhesive has a melting point lower than that of the sealing agent.
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